4.4电路中的能量转化与守恒一、选择题（一）1.一根电阻丝,通过2C的电荷量所消耗的电能是8J。若在相同的时间内通过4C的电荷量,该电阻丝上所加电压和消耗的电能分别是()A.4V16JB.8V16JC.4V32JD.8V32J解析:设电阻丝电阻为R,开始所加电压为U1,则W1=q1U1,故U1=4V;设后来所加电压为U2,产生的热量为W2,则I2=q2t=U2R①又I1=q1t=U1R②由①②得U2=q2q1U1=42×4V=8VW2=q2U2=4×8J=32J。答案:D2.(多选)日常生活用的电吹风中有电动机和电热丝,电动机带动风叶转动,电热丝给空气加热,得到的热风可将头发吹干。设电动机线圈的电阻为R1,它与电热丝的电阻R2相串联,接到直流电源上,电吹风机两端电压为U,通过的电流为I,消耗的电功率为P,则下列选项中正确的是()A.IU>PB.IU=PC.P>I2(R1+R2)D.P=I2(R1+R2)解析:根据电功率的定义P=UI,可知选项B正确;电功率分为三部分:线圈消耗的热功率、电热丝消耗的热功率、电动机工作时转化为风能的功率。答案:BC3.一只手机电池的背面印有如图所示的一些符号,另外在手机使用说明书上对手机电池的说明中还写有“通话3小时,待机100小时”,则该手机通话和待机消耗的功率分别约为()A.1.8W5.4×10-2WB.0.6W1.8×10-2WC.3.6W0.108WD.6.48×103W1.94×102W解析:由题图中所提供的“3.6V500mAh”,根据功和电功率的有关知识,可求通话时消耗的功率为P1=3.6V×500mAh3h=0.6W,待机时消耗的功率为P2=3.6V×500mAh100h=1.8×10-2W。答案:B4.如图所示电路中,R1=R3<R2=R4,在ab两端接上电源后,设每个电阻所消耗的电功率分别为P1、P2、P3、P4,则它们的大小关系是()A.P1=P3<P2=P4B.P2>P1>P3>P4C.P2>P1>P4>P3D.P1>P2>P3>P4解析:设流过R1、R2、R3、R4的电流分别为I1、I2、I3、I4,则I1=I2=I3+I4故P1=I12R1<P2=I22R2P1=I12R1>P3=I32R3即P2>P1>P3又因为R3<R4,所以P3>P4即P2>P1>P3>P4综上所述,本题正确选项为B。答案:B5.已知两电阻R1、R2的I-U图线如图所示,把R1、R2并联接到一电源上,R1消耗的功率为6W,则电源输出的功率是()A.8WB.10WC.15WD.22W解析:从题图上得出R1=8Ω,R2=12Ω。并联时,U1=U2,故P1R1=P2R2,得6W×8Ω=12Ω·P2所以P2=4W。答案:B6.如图所示,电动势为E、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相接,只合上开关S1,三个灯泡都能正常工作。如果再合上S2,则下列表述中正确的是()A.电源输出功率减小B.L1上消耗的功率增大C.通过R1上的电流增大D.通过R3上的电流增大解析:电源不计内阻,其输出电压等于电动势。当闭合S2时,电路的外电阻R变小,电路总电流变大,选项C正确;电源的输出功率P出=E2R,所以电源输出功率应该变大,选项A错误;因并联部分两端的电压U并=E-U1,又闭合S2时U1变大,所以U并变小,L1上消耗的功率变小,通过R3的电流也是变小的,选项B、D错误。答案:C二、非选择题（一）7.如图所示电路中,电源电动势E=10V,内阻r=0.5Ω,电动机的电阻R0=1.0Ω,电阻R1=1.5Ω。电动机正常工作时,电压表的示数U1=3.0V,求:(1)电源释放的电功率。(2)电动机消耗的电功率;将电能转化为机械能的功率。(3)电源的输出功率。解析:(1)电动机正常工作时,总电流为I=U1R1=3.01.5A=2A,电源释放的电功率为P释=EI=10×2W=20W。(2)电动机两端的电压为U=E-Ir-U1=(10-2×0.5-3)V=6V电动机消耗的电功率为P电=UI=6×2W=12W电动机的热功率为P热=I2R0=22×1W=4W电动机将电能转化为机械能的功率,即为电动机的输出功率,有P出=P电-P热=(12-4)W=8W。(3)电源的输出功率为P出'=P释-P内=P释-I2r=(20-22×0.5)W=18W。答案:(1)20W(2)12W8W(3)18W三、选择题（二）1.(多选)如图所示,直线A为电源的伏安特性曲线,直线B为电阻R的伏安特性曲线,用该电源和电阻组成一个闭合电路,则()A.电源的总功率是18W、输出功率是12WB.电源的总功率是6W、